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Il metabolismo energetico

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Index

le vie metaboliche

glicolisi e fermentazione

respirazione cellulare

I biochimica del corpo umano

squilibri metabolici

LE VIE METABOLICHE

Il metabolismo energetico è una attività cellulare a cui partecipano milioni di reazioni che servono principalmente a ricavare energia, idrolizzare i polimeri biologici e sintetizzare i polimeri biologici. La sequenza delle reazioni con in comune un processo costituisce una via metabolica. Queste possono essere di tipo anabolico e quindi richiedono apporto di energia perché da molecole più semplici ricavano molecole più complesse, o di tipo catabolico e quindi liberano energia proprio perché scompongono molecole più complesse in altre più semplici.

le molecole protagoniste

ATP: vale da molecola trasportatrice attivata infatti incamera in modo transitorio l'energia ricavata dalle reazioni esoergoniche e la cede alle reazioni endoergoniche. I trasportatori di elettroni NAD e FAD: questi coenzimi sono fondamentali perché fungono da navette di energia sottoforma di atomi di idrogeno. Entrambe le molecole esistono in forma ridotta o ossidata .

Il metabolismo del glucosio ha un ruolo centrale in praticamente tutti gli organismi e la sua combustione quindi la liberazione dell'energia nei suoi legami chimici avviene con tre processi catabolici: glicolisi, respirazione cellulare, fermentazione

GLICOLISI E FERMANTAZIONE

La glicolisi di svolge nel citoplasma e comprende 10 reazioni: le prime 5 endoergoniche, le ultime 5 esoergoniche

6 L'ossidazione e la fosforillazione della G3P7 La sintesi di ATP 8 La conversione del 3- fosfoglicerato 9 La deidratazione del 2- fosfoglicerato 10 La formazione di piruvato e ATP

1 La fosforillazione del glucosio 2 La conversione del glucosio 6-fosfato a fruttosio 6-fosfato 3 La fosforillazione del fruttosio 6-fosfato 4 La scissione del fruttosio 1,6 bifosfato 5 L'interconversione del triosi fosfato

Bilancio -2ATP. Bilancio +4ATP e +2NADH.

I CASI DELLA FERMENTAZIONE

In condizione aerobiche il piruvato completa la sua ossidazione con la respirazione cellulare. In condizione anaerobiche si verifica la fermentazione per evitare che la glicolisi si blocchi. Puó avvenire in due modi:

La fermentazione lattica

La fermentazione alcolica

Il lievito e altri microorganismi svolgono la fermentazione alcolica : prima il piruvato è decarbossilato con formazione di acetaldeide e poi questa è ridotta a etanolo che con la CO2 costituisce il prodotto terminale

Riduce il piruvato a lattato grazie all'enzima lattato deidrogenasi. Avviene tipicamente nelle cellule muscolari quando il sangue non fornisce abbastanza ossigeno

LA RESPIRAZIONE CELLULARE

In condizione aerobiche il glucosio continua la sua ossidazione : in presenza di ossigeno il piruvato prodotto viene ulteriormente ossidato in CO2 e H2O, La respirazione comprende tre vie metaboliche

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sede : matrice mitocondriale reazione: ossidazione del piruvato gruppo acetile

DECARBOSSILAZIONE OSSIDATIVA DEL PIRUVATO

sede: matrice mitocondriale reazioni: serie ciclica di reazioni in cui l'acetile passa a CO2 e l' energia rilasciata si immagazzina in NADH e FADH2

CICLO DI KREBS

sede: membrana mitocondriale interna reazione: ossidazione NADH e FADH2, gli elettroni sono trasferiti all' ossigeno poi ridotto ad H2O. L'energia si am magazzino in ATP

LA FOSFORILLAZIONE OSSIDATIVA

IL BILANCIO

Quando la glicolisi è seguita alla respirazione cellulare il rendimento per ogni molecola di glucosio è di 32 molecole di ATP questo perché con la chemiosmosi si ottengono circa 2,5 molecole di ATP per ogni di NADH e 1,5 molecole di ATP per ogni molecola di FADH2 . In molti eucarioti la membrana mitocondriale interna è impermeabile ale NADH quindi si usa una molecola di ATP. Il ricavato netto è 30 ATP per ogni molecola di glucosio

LA BIOCHIMICA DEL CORPO UMANO

IL METABOLISMO DEGLI ZUCCHERISe il glucosio non serve viene immagazzinato come glicogeno nel fegato e nei muscoli scheletrici. A digiuno inizia la demolizione detta glucogenolisi operata dall' enzima glicogeno fosforilasi. Le riserve epatiche di glicogeno spesso non sono sufficienti, quindi l'organismo dispone di una via metabolica detta gluconeogenesi che produce glucosio da altri precursori.

IL METABOLISMO DELLE PROTEINELe proteine non hanno una loro riserva stabile. Gli amminoacidi che derivano dalla digestione delle proteine servono per la sintesi delle proteine endogene e solo una piccola parte è usata per ricavare energia. La demolizione degli amminoacidi libera uno ione ammonio che essendo potenzialmente tossico deve essere neutralizzato.Negli animali ureotelici l'ammonio è eliminato sotto forma di urea. Questa conversione avviene nel fegato attraverso il ciclo dell'urea che una volta prodotta è immessa nel sangue ed eliminata con le urine. .

IL METABOLISMO DEI LIPIDILa digestione dei lipidi trattandosi di molecole insolubili avviene tramite i sali biliari prodotti dal fegato e secreti nell'ambiente intestinale. Qui i trigliceridi sono degradati dalle lipasi ad acidi grassi. Riversati nel sangue giungono ai tessuti che li immagazzinano o demoliscono per ricavare energia. Il catabolismo degli acidi grassi chiamato β - ossidazione avviene nella matrice dei mitocondri. Il fegato e il tessuto adiposo quando la disponibilità energetica é maggiore della richiesta immagazzinano gli acidi grassi

GLI SQUILIBRI METABOLICI

Diabete tipo 1 : deriva dalla distruzione autoimmune delle cellaule del pancreas che producono insulina , il che costringe i tessuti insulino-dipendenti ad usare acidi grassi come combustile metabolico. Il numero elevato di acetil-CoA derivante dal catabolismo degli acidi grassi determina una chetosi, condizione pericolosa perché abbassa il ph del sangue. Diabete tipo 2: caratterizzato da una produzione inadeguata di insulina per le richieste o l'organismo non risponde all' insulina prodotta. Obesità : risultato di un'assunzione eccessiva di calorie rispetto a quelle necessarie all'attivitá corporea

Eureka!

FINE!